CN112191791A - 一种轴类零件花键锻造成型系统及成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锻造技术领域，且公开了一种轴类零件花键锻造成型系统，轴类零件花键锻造成型装置通过油压机锻造成型，所述轴类零件花键锻造成型装置包括成型上模、成型下模、模座和轴类零件，所述成型上模包括冲头、模套、安装板和固定板，所述安装板位于固定板的顶部，所述安装板位于模套上方，所述冲头安装在安装板内。本方案的轴类零件花键锻造成型系统及成型工艺与车削加工、自由锻镦粗等其他工艺完全不同，该系统采用半封闭式模锻成型工艺完成花键毛坯成型，方便快捷且材料成本较低，而车削加工工艺、自由锻镦粗工艺的材料余量大成本高，工人劳动强度大，只能适用于小批量生产，而本方案完美地解决了这些问题，经济效益非常显著。
Description
技术领域
本发明涉及锻造技术领域，具体为一种轴类零件花键锻造成型系统及成型工艺。
背景技术
目前，轴类零件花键加工技术通常有以下两种：
一、采用车削加工工艺，该技术采用比花键外圆更大的钢材直接车削，这种技术的缺点是钢材成本较高，且因钢材直径更大，车削成本较高；
二、采用自由锻镦粗工艺，该技术将钢材花键部位加热后，使用液压机自由锻打镦粗，这种技术的缺点是因自由锻成型时，外圆因不受控制，通常会造成变形部位中间粗大两端细小，为保证上下两端的车削余量，必须将材料加粗增加两端的锻造变形量，同时受自由锻时工件长径比不能过大的影响，这种方式只适用于变形量较小的花键毛坯锻造成型。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种轴类零件花键锻造成型系统及成型工艺，解决了车削加工、自由锻镦粗等方法生产效率低，成本高，只适用于小批量生产的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种轴类零件花键锻造成型系统，轴类零件花键锻造成型装置通过油压机锻造成型，所述轴类零件花键锻造成型装置包括成型上模、成型下模、模座和轴类零件，所述成型上模包括冲头、模套、安装板和固定板，所述安装板位于固定板的顶部，所述安装板位于模套上方，所述冲头安装在安装板内，所述固定板将冲头固定，所述模套通过螺栓固定在安装板上；
所述成型下模分半安装在模座上用于放置轴类零件，所述轴类零件的底部锻设有限位块，所述冲头在模套内上下运动将加热后的轴类零件压制成型。
优选的，所述冲头由45#钢的冲头底座和H13钢的钢压杆组焊而成，所述冲头底座通过固定板安装在安装板上，所述H13的钢压杆的底端延伸至模套内部。
优选的，所述模套由外模套和直模套组装而成，所述外模套采用45#钢制作，所述外模套，下端采用5°斜度的喇叭开口，所述直模套采用H13钢材制作，所述直模套安装在外模套内部，所述钢压杆的底端延伸至直模套内，所述外模套通孔下端设有台阶，花键锻造过程中模套先和成型下模合并，然后冲头开始压制。
优选的，所述冲头与模套之间设有多个行程垫板，所述行程垫板套设在钢压杆上。
优选的，所述模座包括左模座、右模座、模座垫板、油缸、连杆、导向架和导向座，所述右模座底部设有台阶插入左模座内部，所述左模座、油缸与导向座通过螺栓固定安装在模座垫板上，所述左模座与右模座通过销轴连接，所述右模座与油缸通过连杆、导向架及销轴连接，所述油缸控制导向架在导向座内滑动，同时带动连杆一起将右模座推动与左模座合拢。
优选的，所述左模座的底部设有平键，所述左模座外围且位于模座垫板上设有多个挡板，所述挡板采用镶嵌的方式插入模座对应的方槽内，所述挡板将左模座顶住，所述右模座与模座垫板之间设有耐磨板。
一种轴类零件花键锻造成型工艺，它采用的是半封闭式模锻成型工艺，包括以下步骤：
①先将成型上模安装在单柱液压机的滑块上，成型下模分半安装在模座上，将加热后温度达到1050℃的轴类零件放在成型下模内；
②开动单柱液压机通过油缸将成型下模合拢；
③单柱液压机的滑块带动成型上模下滑，模套先和成型下模合并，然后冲头继续下滑将轴类零件压制成型，当安装冲头的固定板与行程垫板接触的同时行程开关收到信号，成型上模先向上滑动，然后油缸将成型下模，接着操作者将成型后的毛坯取出，整个花键锻造成型完成。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种轴类零件花键锻造成型系统及成型工艺，具备以下有益效果：
(1)本方案的轴类零件花键锻造成型系统及成型工艺与车削加工、自由锻镦粗等其他工艺完全不同，该系统采用半封闭式模锻成型工艺完成花键毛坯成型，方便快捷且材料成本较低，而车削加工工艺、自由锻镦粗工艺的材料余量大成本高，工人劳动强度大，只能适用于小批量生产，而本方案完美地解决了这些问题，经济效益非常显著。
(2)通过将小直径的钢材加热后使用半封闭式模锻工艺成型，不仅保证了零件花键部位的余量，同时最大限度地减少了花键以下杆部位置的余量；同时加热后的钢材在模腔内成型，成型后的形状十分均匀，余量较小，且因钢材相对花键的直径变形较小，通过半封闭式模锻工艺可以实现较大长径比的花键成型，因此该方案能节省很大的钢材成本。
(3)通过油缸与右模座连接，使用感应器控制油缸开合的行程，通过液压系统完成整个花键锻造成型流程，只需更换不同的直模套和下模就能实现不同外形尺寸的轴类零件花键加工生产，本系统生产效率高，操作者劳动强度低，毛坯尺寸精度高余量小，节约材料成本。
附图说明
图1是本发明的立体图；
图2是本发明图1中成型上模的立体图放大图；
图3是本发明图1中模座的立体图放大图；
图4是本发明图2的正视平面图；
图5是本发明图4的正视剖面图；
图6是本发明图3的俯视图；
图7是本发明图3的正视剖面图；
图8是本发明中成型下模与模座连接的正视剖面图；
图9是本发明中左模座与右模座分离的俯视图；
图10是本发明中轴类零件的结构示意图。
图中标号说明：1、成型上模；11、冲头；111、冲头底座；112、压杆；12、模套；121、外模套；122、直模套；13、安装板；14、固定板；15、行程垫板；2、成型下模；3、模座；31、左模座；311、平键；312、挡板；32、右模座；321、耐磨板；33、销轴；34、模座垫板；35、油缸；36、连杆；37、导向架；38、导向座；4、轴类零件；5、限位块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-10，一种轴类零件花键锻造成型系统，轴类零件花键锻造成型装置通过油压机锻造成型，轴类零件花键锻造成型装置包括成型上模1、成型下模2、模座3和轴类零件4，成型上模1包括冲头11、模套12、安装板13和固定板14，安装板13位于固定板14的顶部，安装板13位于模套12上方，冲头11安装在安装板13内，固定板14将冲头11固定，模套12通过螺栓固定在安装板13上，使用固定板14将冲头11固定，这种安装方式方便快速切换。
成型下模2分半安装在模座3上用于放置轴类零件4，轴类零件4的底部锻设有限位块5，冲头11在模套12内上下运动将加热后的轴类零件4压制成型。
进一步的，冲头11由45#钢的冲头底座111和H13钢的钢压杆112组焊而成，这种组焊方式能节省很高的模具成本，而且钢压杆112下平面可以使用车床多次降面维修后重复使用，冲头底座111通过固定板14安装在安装板13上，H13的钢压杆112的底端延伸至模套12内部。
进一步的，模套12由外模套121和直模套122组装而成，外模套121采用45#钢制作，外模套121下端采用5°斜度的喇叭开口，这种开口可以防止因外模套121偏心与成型下模2合并不稳，同时能防止压制过程中模套12偏移，直模套122采用H13钢材制作，直模套122安装在外模套121内部，钢压杆112的底端延伸至直模套122内，外模套121通孔下端设有台阶，防止安装在内部的直模套122脱落，这种结构同样能节省很高的模具成本，花键锻造过程中模套12先和成型下模2合并，然后冲头11开始压制。
进一步的，冲头11与模套12之间设有多个行程垫板15，行程垫板15套设在钢压杆112上，行程垫板15作用是控制冲头11的下压行程，在冲头11因磨损使用车床维修后，可以通过减少行程垫板15的数量控制下压行程，这种方法可以避免因行程感应器损坏后冲头11下压行程偏大，造成轴类零件4报废。
进一步的，模座3包括左模座31、右模座32、模座垫板34、油缸35、连杆36、导向架37和导向座38，左模座31、油缸35与导向座38通过螺栓固定安装在模座垫板34上，右模座32底部设有台阶插入左模座31内部，设置这种结构主要是因为模座3上设有轴类零件4的进料口，当右模座32与左模座31合并后，右模座32底部就悬空在进料口上方，设置台阶插入左模座31内部就是为了防止压制过程中右模座32下方的进料口位置无支撑物，受大吨位的压力的影响右模座32会向下塌陷造成质量问题，同时对模座造成伤害；
左模座31与右模座32通过销轴33连接，右模座32与油缸35通过连杆36、导向架37及销轴33连接，油缸35控制导向架37在导向座38内滑动，同时带动连杆36一起将右模座32推动与左模座31合拢。
进一步的，左模座31的底部设有平键311，防止左模座31移动，左模座31外围且位于模座垫板34上设有多个挡板312，防止因右模座32频繁合拢撞击左模座31造成螺栓变形，挡板312采用镶嵌的方式插入模座3对应的方槽内，方便拆卸，挡板312将左模座31顶住，右模座32与模座垫板34之间设有耐磨板321，防止右模座32频繁滑动后造成模座3磨损。
一种轴类零件花键锻造成型工艺，它采用的是半封闭式模锻成型工艺，包括以下步骤：
①先将成型上模1安装在单柱液压机的滑块上，成型下模2分半安装在模座3上，将加热后温度达到1050℃的轴类零件4放在成型下模2内；
②开动单柱液压机通过油缸35将成型下模2合拢；
③单柱液压机的滑块带动成型上模1下滑，模套12先和成型下模2合并，然后冲头11继续下滑将轴类零件4压制成型，当安装冲头11的固定板14与行程垫板15接触的同时行程开关收到信号，成型上模1先向上滑动，然后油缸35将成型下模2，接着操作者将成型后的毛坯取出，整个花键锻造成型完成。
成型后的毛坯花键形状和直模套122内腔基本一致，毛坯形状均匀余量较小，方便车削加工，而且钢材成本较少。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种轴类零件花键锻造成型系统，轴类零件花键锻造成型装置通过油压机锻造成型，其特征在于：所述轴类零件花键锻造成型装置包括成型上模(1)、成型下模(2)、模座(3)和轴类零件(4)，所述成型上模(1)包括冲头(11)、模套(12)、安装板(13)和固定板(14)，所述安装板(13)位于固定板(14)的顶部，所述安装板(13)位于模套(12)上方，所述冲头(11)安装在安装板(13)内，所述固定板(14)将冲头(11)固定，所述模套(12)通过螺栓固定在安装板(13)上；
所述成型下模(2)分半安装在模座(3)上用于放置轴类零件(4)，所述轴类零件(4)的底部锻设有限位块(5)，所述冲头(11)在模套(12)内上下运动将加热后的轴类零件(4)压制成型。
2.根据权利要求1所述的一种轴类零件花键锻造成型系统，其特征在于：所述冲头(11)由45#钢的冲头底座(111)和H13钢的钢压杆(112)组焊而成，所述冲头底座(111)通过固定板(14)安装在安装板(13)上，所述H13的钢压杆(112)的底端延伸至模套(12)内部。
3.根据权利要求2所述的一种轴类零件花键锻造成型系统，其特征在于：所述模套(12)由外模套(121)和直模套(122)组装而成，所述外模套(121)采用45#钢制作，所述外模套(121)下端采用5°斜度的喇叭开口，所述直模套(122)采用H13钢材制作，所述直模套(122)安装在外模套(121)内部，所述钢压杆(112)的底端延伸至直模套(122)内，所述外模套(121)通孔下端设有台阶，花键锻造过程中模套(12)先和成型下模(2)合并，然后冲头(11)开始压制。
4.根据权利要求1所述的一种轴类零件花键锻造成型系统，其特征在于：所述冲头(11)与模套(12)之间设有多个行程垫板(15)，所述行程垫板(15)套设在钢压杆(112)上。
5.根据权利要求1所述的一种轴类零件花键锻造成型系统，其特征在于：所述模座(3)包括左模座(31)、右模座(32)、模座垫板(34)、油缸(35)、连杆(36)、导向架(37)和导向座(38)，所述右模座(32)底部设有台阶插入左模座(31)内部，所述左模座(31)、油缸(35)与导向座(38)通过螺栓固定安装在模座垫板(34)上，所述左模座(31)与右模座(32)通过销轴(33)连接，所述右模座(32)与油缸(35)通过连杆(36)、导向架(37)及销轴(33)连接，所述油缸(35)控制导向架(37)在导向座(38)内滑动，同时带动连杆(36)一起将右模座(32)推动与左模座(31)合拢。
6.根据权利要求5所述的一种轴类零件花键锻造成型系统，其特征在于：所述左模座(31)的底部设有平键(311)，所述左模座(31)外围且位于模座垫板(34)上设有多个挡板(312)，所述挡板(312)采用镶嵌的方式插入模座(3)对应的方槽内，所述挡板(312)将左模座(31)顶住，所述右模座(32)与模座垫板(34)之间设有耐磨板(321)。
7.一种轴类零件花键锻造成型工艺，它采用的是半封闭式模锻成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：
①先将成型上模(1)安装在单柱液压机的滑块上，成型下模(2)分半安装在模座(3)上，将加热后温度达到1050℃的轴类零件(4)放在成型下模(2)内；
②开动单柱液压机通过油缸(35)将成型下模(2)合拢；
③单柱液压机的滑块带动成型上模(1)下滑，模套(12)先和成型下模(2)合并，然后冲头(11)继续下滑将轴类零件(4)压制成型，当安装冲头(11)的固定板(14)与行程垫板(15)接触的同时行程开关收到信号，成型上模(1)先向上滑动，然后油缸(35)将成型下模(2)，接着操作者将成型后的毛坯取出，整个花键锻造成型完成。
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